从求解一元二次方程的根看面向对象程序设计

面向对象可利用设计(OOD)的第一块基石，就是"开-闭原则（Open-Closed Principle,简称OCP）。OCP原则认为：一个软件应该对扩展开放，对修改关闭。这是由大师Bertrand Meyer提出，英文原文是: Software entities should be open for extension,but closed for modification. 那么怎么在程序设计中做到遵循OCP原则，进行面向对象程序设计呢？在这个问题上很多大师都说是经验+技巧才可以达到用OCP原则来指导面向对象程序设计。本人学了一段时间，可是还没有完全领悟OCP原则，下面以求解一元二次方程的根为例，通过5次改进达到使用OCP原则指导面向对象程序设计，代码在WinXp Sp2+C# 下编译通过。

　　第一次------完全面向过程的写法可以说就是一个C程序用C#重新包装了一下
using System;
namespace equation1
{
  /// <summary>
  /// Class1 的摘要说明。
  /// </summary>
  class Class1
  {
    /// <summary>
    /// 应用程序的主入口点。
    /// </summary>
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
      string A;
      string B;
      string C;
      int a;
      int b;
      int c;
      bool bPlural;
      string X1;
      string X2;
      System.Console.Write("Please input the modulus A = ");
      A=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus B = ");
      B=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus C = ");
      C=System.Console.ReadLine();
      try
      {
        a=int.Parse(A);
        b=int.Parse(B);
        c=int.Parse(C);
      }
      catch
      {
        System.Console.WriteLine("Input error!!!");
        return;
      }
      double dt;
      dt=b*b-4*a*c;
      bPlural=dt>=0?false:true;
      dt=System.Math.Abs(dt);
      dt=System.Math.Sqrt(dt);
      double x1;
      double x2;
      if(bPlural)
      {
        x1=dt/2/a;
        x2=(0-b)/2/a;
        X1=x2.ToString()+"+"+x1.ToString()+"i";
        x1=0-x1;
        X2=x2.ToString()+x1.ToString()+"i";
      }
      else
      {
        x1=(dt-b)/2/a;
        x2=(0-b-dt)/2/a;
        X1=x1.ToString();
        X2=x2.ToString();
      }
      System.Console.WriteLine("X1 = {0}",X1);
      System.Console.WriteLine("X2 = {0}",X2);
    }
  }
}

　　第二次------抽象了一个方程类不过数据和操作完全耦合在一起
sing System;

namespace equation2
{
  /********************************************************************/
  //eqtion抽象出的方程类                        //
  //int a int b int c 分别为方程的系数                //
  //string X1 string X2 为方程的两个根                //
  //public void operation() 为方程求解的操作              //
  /********************************************************************/
  public class eqtion
  {
    public eqtion(int a,int b,int c)
    {
      this.a=a;
      this.b=b;
      this.c=c;
      //
      // TODO: 在此处添加构造函数逻辑
      //
    }
    public void operation()
    {
      double dt;
      dt=b*b-4*a*c;
      bool bPlural=dt>=0?false:true;
      dt=System.Math.Abs(dt);
      dt=System.Math.Sqrt(dt);
      double x1;
      double x2;
      if(bPlural)
      {
        x1=dt/2/a;
        x2=(0-b)/2/a;
        X1=x2.ToString()+"+"+x1.ToString()+"i";
        x1=0-x1;
        X2=x2.ToString()+x1.ToString()+"i";
      }
      else
      {
        x1=(dt-b)/2/a;
        x2=(0-b-dt)/2/a;
        X1=x1.ToString();
        X2=x2.ToString();
      }
    }
    ~eqtion()
    {
    }
    private int a;
    private int b;
    private int c;
    public string X1;
    public string X2;
  }
}

using System;

namespace equation2
{
  /// <summary>
  /// Class1 的摘要说明。
  /// </summary>
  class Class1
  {
    /// <summary>
    /// 应用程序的主入口点。
    /// </summary>
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
      string A;
      string B;
      string C;
      int a;
      int b;
      int c;
      System.Console.Write("Please input the modulus A = ");
      A=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus B = ");
      B=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus C = ");
      C=System.Console.ReadLine();
      try
      {
        a=int.Parse(A);
        b=int.Parse(B);
        c=int.Parse(C);
      }
      catch
      {
        System.Console.WriteLine("Input error!!!");
        return;
      }
      eqtion Opeqtion =new eqtion(a,b,c);
      Opeqtion.operation();
      System.Console.WriteLine("X1 = {0}",Opeqtion.X1);
      System.Console.WriteLine("X2 = {0}",Opeqtion.X2);

    }
  }
}

　　第三次------抽象的方程类中数据和操作完全聚合在一起
using System;

namespace equation3
{
  /********************************************************************/
  //eqtion抽象出的方程类                        //
  //string X1 string X2 为方程的两个根                //
  //public eqtion() 既是类的构造函数又是方程求解的操作        //
  /********************************************************************/
  public class eqtion
  {
    public eqtion(int a,int b,int c)
    {
      double dt;
      dt=b*b-4*a*c;
      bool bPlural=dt>=0?false:true;
      dt=System.Math.Abs(dt);
      dt=System.Math.Sqrt(dt);
      double x1;
      double x2;
      if(bPlural)
      {
        x1=dt/2/a;
        x2=(0-b)/2/a;
        X1=x2.ToString()+"+"+x1.ToString()+"i";
        x1=0-x1;
        X2=x2.ToString()+x1.ToString()+"i";
      }
      else
      {
        x1=(dt-b)/2/a;
        x2=(0-b-dt)/2/a;
        X1=x1.ToString();
        X2=x2.ToString();
      }
    }
    ~eqtion()
    {
    }
    public string X1;
    public string X2;
  }
}

using System;

namespace equation3
{
  /// <summary>
  /// Class1 的摘要说明。
  /// </summary>
  class Class1
  {
    /// <summary>
    /// 应用程序的主入口点。
    /// </summary>
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
      string A;
      string B;
      string C;
      int a;
      int b;
      int c;
      System.Console.Write("Please input the modulus A = ");
      A=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus B = ");
      B=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus C = ");
      C=System.Console.ReadLine();
      try
      {
        a=int.Parse(A);
        b=int.Parse(B);
        c=int.Parse(C);
      }
      catch
      {
        System.Console.WriteLine("Input error!!!");
        return;
      }
      eqtion Opeqtion =new eqtion(a,b,c);
      System.Console.WriteLine("X1 = {0}",Opeqtion.X1);
      System.Console.WriteLine("X2 = {0}",Opeqtion.X2);
    }
  }
}

　　第四次------抽象的方程类中只有操作了数据通过参数传入传出
using System;

namespace equation4
{
  /********************************************************************/
  //eqtion抽象出的方程类                        //
  //string X1 string X2 为求得的方程的两个根用out方式输出        //
  //public eqtion() 既是类的构造函数又是方程求解的操作        //
  /********************************************************************/
  public class eqtion
  {
    public eqtion(int a,int b,int c,out string X1,out string X2)
    {
      double dt;
      dt=b*b-4*a*c;
      bool bPlural=dt>=0?false:true;
      dt=System.Math.Abs(dt);
      dt=System.Math.Sqrt(dt);
      double x1;
      double x2;
      if(bPlural)
      {
        x1=dt/2/a;
        x2=(0-b)/2/a;
        X1=x2.ToString()+"+"+x1.ToString()+"i";
        x1=0-x1;
        X2=x2.ToString()+x1.ToString()+"i";
      }
      else
      {
        x1=(dt-b)/2/a;
        x2=(0-b-dt)/2/a;
        X1=x1.ToString();
        X2=x2.ToString();
      }
    }
    ~eqtion()
    {
    }
  }
}

using System;

namespace equation4
{
  /// <summary>
  /// Class1 的摘要说明。
  /// </summary>
  class Class1
  {
    /// <summary>
    /// 应用程序的主入口点。
    /// </summary>
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
      string A;
      string B;
      string C;
      int a;
      int b;
      int c;
      System.Console.Write("Please input the modulus A = ");
      A=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus B = ");
      B=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus C = ");
      C=System.Console.ReadLine();
      try
      {
        a=int.Parse(A);
        b=int.Parse(B);
        c=int.Parse(C);
      }
      catch
      {
        System.Console.WriteLine("Input error!!!");
        return;
      }
      string X1,X2;
      eqtion Opeqtion =new eqtion(a,b,c,out X1,out X2);
      System.Console.WriteLine("X1 = {0}",X1);
      System.Console.WriteLine("X2 = {0}",X2);
    }
  }
}

　　第五次------抽象出两个类一个专门存数据一个是操作类数据和操作完全分离
using System;

namespace equation5
{
  /********************************************************************/
  //eqtion抽象出的方程数据类                      //
  //int a int b int c 分别为方程的系数                //
  //public int A public intB public int C 为方程的系数和操作类的接口  //
  /********************************************************************/
  public class edata
  {
    public edata(int a,int b,int c)
    {
      this.a=a;
      this.b=b;
      this.c=c;
    }
    private int a;
    private int b;
    private int c;
    public int A
    {
      get
      {
        return a;
      }
    }
    public int B
    {
      get
      {
        return b;
      }
    }
    public int C
    {
      get
      {
        return c;
      }
    }
  }
}

using System;

namespace equation5
{
  /********************************************************************/
  //eqtion抽象出的操作方程类                      //
  //string X1 string X2 为求得的方程的两个根用out方式输出        //
  //public eqtion() 既是类的构造函数又是方程求解的操作        //
  /********************************************************************/
  public class eqtion
  {
    public eqtion(edata inData,out string X1,out string X2)
    {
      double dt;
      dt=inData.B*inData.B-4*inData.A*inData.C;
      bool bPlural=dt>=0?false:true;
      dt=System.Math.Abs(dt);
      dt=System.Math.Sqrt(dt);
      double x1;
      double x2;
      if(bPlural)
      {
        x1=dt/2/inData.A;
        x2=(0-inData.B)/2/inData.A;
        X1=x2.ToString()+"+"+x1.ToString()+"i";
        x1=0-x1;
        X2=x2.ToString()+x1.ToString()+"i";
      }
      else
      {
        x1=(dt-inData.B)/2/inData.A;
        x2=(0-inData.B-dt)/2/inData.A;
        X1=x1.ToString();
        X2=x2.ToString();
      }
    }
  }
}

using System;

namespace equation5
{
  /// <summary>
  /// Class1 的摘要说明。
  /// </summary>
  class Class1
  {
    /// <summary>
    /// 应用程序的主入口点。
    /// </summary>
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
      string A;
      string B;
      string C;
      int a;
      int b;
      int c;
      System.Console.Write("Please input the modulus A = ");
      A=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus B = ");
      B=System.Console.ReadLine();
      System.Console.Write("Please input the modulus C = ");
      C=System.Console.ReadLine();
      try
      {
        a=int.Parse(A);
        b=int.Parse(B);
        c=int.Parse(C);
      }
      catch
      {
        System.Console.WriteLine("Input error!!!");
        return;
      }
      string X1,X2;
      edata Opedata = new edata(a,b,c);
      eqtion Opeqtion =new eqtion(Opedata,out X1,out X2);
      System.Console.WriteLine("X1 = {0}",X1);
      System.Console.WriteLine("X2 = {0}",X2);
    }
  }
}

　　通过5次修改完成了数据和操作的分离。根据OCP原则，要对方程再作什么操作，就再抽象出一个操作类来。而方程的数据类不变，它是不可以修改的。对要添加的新功能是开放的，对内部结构设计的修改是关闭的。

源文件(WinXp Sp2+Visual Studio 2003 下编译通过)

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